[发明专利]一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机

说明书

本发明提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机，包括：轴向磁轴承、径向磁轴承和轴承转子，轴向磁轴承包括第一轴向定子和第二轴向定子，径向磁轴承包括径向定子，径向定子位于轴承转子的外周且能对轴承转子施加径向电磁力，第一轴向定子和第二轴向定子能对轴承转子施加轴向电磁力，并且第一和第二轴向定子的至少部分结构位于径向绕组的径向外侧，第一和第二轴向定子的部分结构与径向铁芯的径向外端相接，使得径向磁轴承的偏置磁通由轴向磁轴承提供。根据本发明使得第一和第二轴向定子能够有效地为径向定子提供偏置磁路，省去了原有的比如偏置定子等结构，结构更为紧凑、简单，工艺难度降低，体积减小，装配容易。

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，具体涉及一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机。

背景技术

磁悬浮轴承利用对转子的电磁力将转轴悬浮起来，转轴与定子保持非接触的状态，因此具有无磨损、高转速、高精度、长寿命等优点。磁轴承按工作原理可分为三类：主动式磁轴承、被动式磁轴承和混合式磁轴承。

专利号CN110017330A“一种轴向径向电磁型磁轴承”中的主动式三自由度磁轴承结构复杂，采用E形凸极径向分块定子，来形成对径向轴承的偏置磁通，其加工制作工艺复杂，装配困难，存在径向悬浮绕组在轴向方向上漏磁。

由于现有技术中的磁悬浮主动式三自由度轴承通过设置偏置定子来形成径向轴承的偏置磁通，导致结构复杂，体积较大，工艺复杂，装配困难等技术问题，因此本发明研究设计出一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的磁悬浮主动式三自由度轴承通过设置偏置定子来形成径向轴承的偏置磁通，导致结构复杂，体积较大的缺陷，从而提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承、电机和压缩机。

为了解决上述问题，本发明提供一种磁悬浮主动式三自由度轴承，其包括：

轴向磁轴承、径向磁轴承和轴承转子，所述轴向磁轴承和所述径向磁轴承均套设在转轴的外周，所述轴向磁轴承包括第一轴向定子和第二轴向定子，所述径向磁轴承包括径向定子，所述轴承转子套设在所述转轴的外周且能随着所述转轴一起转动，所述径向定子位于所述轴承转子的外周且能对所述轴承转子施加径向电磁力，沿所述转轴的轴向方向所述第一轴向定子的至少部分结构位于所述轴承转子的轴向一端，所述第二轴向定子的至少部分结构位于所述轴承转子的轴向另一端，所述第一轴向定子和所述第二轴向定子能对所述轴承转子施加轴向电磁力；所述径向定子包括径向铁芯和径向绕组，所述径向铁芯为环状结构且套设于所述轴承转子的径向外侧；所述第一轴向定子的至少部分结构位于所述径向绕组的径向外侧，所述第一轴向定子的至少部分结构与径向铁芯的径向外端相接，所述第二轴向定子的至少部分结构位于所述径向绕组的径向外侧，所述第二轴向定子的至少部分结构与径向铁芯的径向外端相接，使得所述径向磁轴承的偏置磁通由所述轴向磁轴承提供。

在一些实施方式中，在轴向方向，所述径向铁芯的轴向长度小于所述轴承转子的轴向长度，所述轴承转子与所述第一轴向定子相对的第一轴向端比所述径向铁芯与所述第一轴向定子相对的第三轴向端凸出第一预设距离，使得所述径向铁芯的所述第三轴向端相对于所述第一轴向端缩回形成第一空间，所述第一轴向定子的至少部分结构延伸至与所述径向铁芯的径向外端相接；

所述轴承转子与所述第二轴向定子相对的第二轴向端比所述径向铁芯与所述第二轴向定子相对的第四轴向端凸出第二预设距离，使得所述径向铁芯的所述第四轴向端相对于所述第二轴向端缩回形成第二空间，所述第二轴向定子的至少部分结构延伸与所述径向铁芯的径向外端相接。